رقابت ایران‌درباشگاه فضایی‌جهان/شمارش‌معکوس برای پرتاب سامان

به گزارش خط بازار؛  در سال‌های اخیر، دستیابی به مدارهای ارتفاع بالا و به خصوص مدار 36 هزار کیلومتری به عنوان یکی از اهداف کلیدی برنامه فضایی ایران تعریف شده است. شورای عالی فضایی کشور نیز با هدف تقویت استقلال فضایی و تحقق این هدف، طرح‌های مختلفی را تصویب کرده است. یکی از این طرح‌ها، توسعه و پرتاب ماهواره‌ها و بلوک‌های انتقال مداری به مدارهای مرتفع است. در همین راستا، پروژه پرتاب بلوک انتقال مداری سامان به عنوان یک گام مهم و استراتژیک در دستور کار قرار گرفته است.

حسن سالاریه؛ رئیس سازمان فضایی ایران، در خردادماه 1403 اعلام کرد که نمونه اولیه بلوک انتقال مداری ایران به زودی به فضا پرتاب خواهد شد. این دستاورد مهم، گامی بزرگ در جهت تحقق اهداف بلندپروازانه فضایی کشور است و به ایران امکان می‌دهد تا حضور خود را در مدارهای بالاتر تثبیت کند.

وی تأکید کرد: پرتاب آزمایشی این بلوک در سال 1401 به عنوان نخستین گام برداشته شده و برنامه‌ریزی شده است تا با پرتاب عملیاتی آن در سال 1403، زیرساخت‌های پرتاب‌های فضایی کشور تقویت شود.

آزمون موفقیت‌آمیز زیرمداری «بلوک انتقال مداری سامان» در سال 1401

با تلاش متخصصین پژوهشگاه فضایی ایران و با همکاری سازمان صنایع هوافضای وزارت دفاع، در مهرماه سال 1401 نمونه آزمایشی «بلوک انتقال مداری سامان» که برای جابه‌جایی ماهواره بین مدارهای مختلف زمین استفاده می‌شود، با یک فروند کاوشگر زیرمداری با موفقیت پرتاب شد و مورد آزمون قرار گرفت.

براساس این گزارش، عملکرد زیرسیستم‌های نمونه مهندسی بلوک انتقال‌ مداری سامان در شرایط نزدیک به شرایط فضایی آزمایش شد و داده‌برداری کامل از عملکرد بلوک مذکور انجام شد و عملکرد آن در شرایط عملیاتی در ارتفاع بالا به اثبات رسید.

به‌همت متخصصین علوم فضایی کشور، در طراحی و ساخت بلوک انتقال مداری سامان که برای افزایش ارتفاع مداری ماهواره‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد، از فناوری‌های پیشرفته‌ای استفاده شده است که تنها در انحصار تعداد معدودی از کشورها است و با این پرتاب، یک مرحله مهم از توسعه بلوک مذکور تکمیل شد تا در آینده شاهد بهره‌گیری عملیاتی از این فناوری پیشرفته در پرتاب‌های فضایی کشور باشیم.

با توجه به اهمیت دستیابی به مدارهای بالاتر و به ویژه مدار زمین‌آهنگ در برنامه فضایی ایران، بعد از گذشت 2 سال از پرتاب نمونه آزمایشی، پرتاب قریب‌الوقوع بلوک انتقال مداری سامان، فرصتی مغتنم برای بررسی دقیق‌تر این فناوری و تأثیرات آن بر آینده فضایی کشور است. بلوک‌های انتقال مداری نقش کلیدی در افزایش ارتفاع مدار ماهواره‌ها و قرار دادن آن‌ها در مدارهای موردنظر، از جمله مدار زمین‌آهنگ، ایفا می‌کنند. این گزارش به بررسی بلوک انتقال مداری سامان پرداخته و قابلیت‌های آن را در زمینه افزایش ارتفاع مدار ماهواره‌ها ارزیابی می‌کند.

“بلوک انتقال مداری” یکی از تجهیزات حیاتی در پرتاب و حرکت ماهواره‌ها و تجهیزات فضایی است که به منظور انتقال آنها از مدارهای اولیه (مدار تزریق) به مدارهای نهایی یا مورد نیاز طراحی شده است. این بلوک‌ها که در برخی منابع به عنوان «موتورهای انتقال مداری» نیز شناخته می‌شوند، نقش مهمی در کاهش نیاز به نیروی بیشتر برای پرتاب و بهینه‌سازی منابع فضایی دارند. در حقیقت، به کمک این بلوک‌ها، امکان ارسال تجهیزات فضایی به مدارهای دورتر یا تغییر مدار آنها فراهم می‌شود که از نظر اقتصادی و علمی بسیار سودمند است.

بلوک‌های انتقال مداری را می‌توان به عنوان «واسطه‌ای» میان راکت و ماهواره تلقی کرد. زمانی که ماهواره به مدار اولیه می‌رسد، بلوک انتقال مداری فعال می‌شود و با استفاده از پیشرانه‌ها و سیستم‌های هدایت‌گری، ماهواره را به مدار نهایی خود هدایت می‌کند. این سیستم‌ها دارای پیشرانه‌های خاص خود هستند و به ماهواره اجازه می‌دهند تا با دقت و در مسیرهای برنامه‌ریزی شده به مقصد برسند.

عملکرد و وظایف بلوک انتقال مداری

بلوک‌های انتقال مداری متعددی هستند که در ادامه آن‌ها پرداخت می‌شود:

1. انتقال مداری و تغییر مسیر: اصلی‌ترین و مهم‌ترین وظیفه بلوک انتقال مداری، جابه‌جایی ماهواره از مدار اولیه یا تزریق به مدار نهایی است. بسته به نیازمندی‌ها و مکان‌های ماهواره‌ای، این انتقال می‌تواند تغییرات ساده‌ای در ارتفاع مدار یا جابه‌جایی‌های پیچیده‌تری به مدارهایی با اشکال و زاویه‌های متفاوت داشته باشد. این قابلیت انعطاف‌پذیری، بلوک‌های انتقال مداری را به ابزاری ارزشمند در ماموریت‌های فضایی تبدیل کرده است.
2. افزایش ارتفاع مدار: یکی دیگر از وظایف مهم بلوک‌های انتقال مداری، افزایش ارتفاع مدار است. ماهواره‌ها به مدارهایی در ارتفاعات بالا نیاز دارند، همانند مدار ژئو که 36000 کیلومتر از سطح زمین فاصله دارد. در این موارد، بلوک انتقال مداری پس از ورود به مدار تزریق، شروع به حرکت و جابه‌جایی به سمت مدار بالاتر می‌کند تا ماهواره به ارتفاع مورد نظر برسد.
3. تغییر زاویه مداری: در برخی مأموریت‌ها، تغییر زاویه مداری ماهواره ضروری است. این تغییر باعث تغییر وضعیت یا انحراف مدار نسبت به منطقه مورد نظر می‌شود. بلوک‌های انتقال مداری این قابلیت را دارند که زاویه مداری را تغییر دهند و در نتیجه به ماهواره اجازه می‌دهند تا به مناطق خاص و اهداف مورد نظر دسترسی پیدا کند.
4. هدایت و کنترل ماهواره در مدار: این بلوک‌ها علاوه بر تأمین نیروی پیشرانش، قابلیت هدایت و کنترل ماهواره را نیز فراهم می‌کنند. به عبارت دیگر، می‌توان با استفاده از این بلوک‌ها، ماهواره را در مدار با دقت بسیار بالایی هدایت و موقعیت آن را به طور دقیق تنظیم کرد. این ویژگی به ماهواره اجازه می‌دهد تا با دقت مورد نیاز برای انجام مأموریت خود در مدار قرار گیرد.
5. بهینه‌سازی سوخت و مصرف انرژی: استفاده از بلوک‌های انتقال مداری باعث کاهش مصرف سوخت و بهینه‌سازی انرژی در کل مأموریت فضایی می‌شود. با بهره‌گیری از این بلوک‌ها، نیازی به نیروی پیشرانه قوی‌تر در مرحله پرتاب اولیه نیست، چراکه بلوک انتقال مداری قادر به انجام اصلاحات نهایی و جابه‌جایی دقیق در مدار است.

ساختار و اجزای بلوک انتقال مداری

بلوک‌های انتقال مداری معمولاً از چند بخش اصلی تشکیل شده‌اند:

• پیشرانه: موتورهای پیشرانه بخش مهمی از بلوک انتقال مداری هستند و با ایجاد نیروی پیشران، ماهواره را به مدار مورد نظر منتقل می‌کنند. این موتورها می‌توانند از نوع شیمیایی، الکتریکی یا هیبریدی باشند.
• سیستم‌های هدایت و کنترل: این سیستم‌ها به منظور هدایت بلوک، کنترل جهت و سرعت آن طراحی شده‌اند و برای دسترسی به دقت بالا در مسیر و مقصد نهایی به کار می‌روند.
• سیستم‌های ارتباطی: جهت برقراری ارتباط با ایستگاه زمینی کنترل و تبادل اطلاعات حیاتی همچون موقعیت دقیق و وضعیت عملکردی بلوک، وجود یک سیستم ارتباطی قدرتمند امری ضروری است
• سیستم‌های قدرت: سیستم‌های قدرت بلوک انتقال مداری شامل باتری‌ها و یا منابع تولید برق دیگری هستند که انرژی مورد نیاز برای عملکرد بلوک انتقال مداری و سایر اجزای ماهواره را تامین می‌کنند.

بلوک انتقال مداری سامان

ایران نیز با پیشرفت‌های چشمگیر در حوزه فضایی، به اهمیت بلوک‌های انتقال مداری پی برده است. یکی از مهم‌ترین دستاوردهای کشور در این زمینه، توسعه بلوک انتقال مداری سامان است. این پروژه با هدف تقویت توانمندی‌های فضایی کشور و کاهش وابستگی به فناوری‌های خارجی طراحی شده است.

طراحی و کاربردهای بلوک سامان

بلوک سامان به عنوان یک سیستم پیشرانش فضایی طراحی شده است تا ماهواره‌ها و تجهیزات فضایی سبک و متوسط را به مدارهای بالاتر و پیچیده‌تر منتقل کند. هدف اصلی از توسعه این بلوک، افزایش استقلال فضایی کشور و توانایی ایران در انجام ماموریت‌های فضایی پیچیده‌تر و با ماهواره‌های سنگین‌تر است.

ویژگی های فنی و عملکردی بلوک سامان

بلوک سامان از ویژگی‌ها و قابلیت‌های متعددی است که برخی از آنها عبارتند از:

1. تجهیزات انتقال مداری؛ ابزاری قدرتمند برای رساندن ماهواره‌ها به ارتفاعات بالاتر: این تجهیزات با قابلیت افزایش ارتفاع مداری، امکان جابه‌جایی ماهواره‌ها از مدارهای پایین‌تر به مدارهای میانی و بالاتر را فراهم می‌آورند. به عبارت دیگر، این سیستم‌ها مانند آسانسوری فضایی عمل می‌کنند و ماهواره‌ها را به مدارهای مورد نظر منتقل می‌کنند.
2. سامانه‌های پیشرانه پیشرفته : بلوک سامان مجهز به پیشرانه‌های پیشرفته است که بر اساس نیازهای عملیاتی و مأموریتی خاص تنظیم می‌شود. این سامانه‌ها می‌توانند به صورت دقیق و با کنترل بالا نیروی پیشران برای جابه‌جایی ماهواره‌ها را فراهم کنند.
3. سامانه هدایت‌گری و کنترل : بلوک سامان مجهز به سامانه‌های هدایت و کنترل پیشرفته‌ای است که امکان مانورهای دقیق مداری و تغییر موقعیت ماهواره‌ها را فراهم می‌آورد. این سامانه‌ها با بهره‌گیری از الگوریتم‌های پیچیده، ماموریت‌های مداری را با دقت بسیار بالا اجرا می‌کنند.
4. کاهش هزینه و زمان مأموریت: استفاده از بلوک سامان باعث کاهش هزینه‌های مربوط به پرتاب و عملیات فضایی می‌شود، زیرا نیازی به پرتاب ماهواره‌های بزرگ‌تر یا استفاده از پیشران پرقدرت در مرحله اولیه نیست. این ویژگی‌ها به کاهش هزینه‌ها و زمان مأموریت کمک می‌کنند و امکان اجرای پروژه‌های بیشتر را می‌آورند.

جایگاه بلوک سامان در صنعت فضای ایران

بلوک انتقال مداری سامان، به عنوان یک دستاورد برجسته در صنعت فضایی ایران، گامی بلند در جهت استقلال فضایی کشور برداشته است. با بهره‌گیری از این فناوری بومی، ایران قادر خواهد بود ماهواره‌های خود را به صورت مستقل و با دقت بالا به مدارهای مختلف منتقل کند. این دستاورد علاوه بر افزایش توانمندی‌های فضایی کشور، منجر به کاهش وابستگی به فناوری‌های خارجی و تقویت جایگاه ایران در عرصه رقابت‌های فضایی خواهد شد.

همچنین، توسعه بلوک سامان نشان‌دهنده توانمندی‌های محققان و مهندسان ایرانی در طراحی و ساخت تجهیزات پیشرفته فضایی است.

مقایسه بلوک سامان با سایر بلوک‌های انتقال مداری

در سطح بین‌المللی، بلوک‌های انتقال مداری متعددی توسط کشورهای مختلف طراحی و ساخته‌ شده‌اند. از معروف‌ترین بلوک‌های مورد استفاده در برنامه‌های فضایی دنیا، ایالات متحده آمریکا (مانند سنتور و ستاره)، روسیه (مانند فرگات) و اروپا (مانند آریان) هستند. هر کدام از این بلوک‌ها ویژگی‌های خاص خود را دارند و براساس نیازهای مختلف و مشخصات فنی ماهواره‌ها طراحی شده‌اند.

بلوک سامان، با در نظر گرفتن نیازهای خاص برنامه فضایی ایران طراحی شده است و به طور ویژه برای انتقال ماهواره‌های سبک و متوسط به مدارهای بالاتر بهینه‌سازی شده است. این بلوک از نظر فناوری پیشرانش، سیستم‌های هدایت و کنترل و سایر زیرسیستم‌ها با استانداردهای جهانی رقابت می‌کند و می‌تواند به عنوان یک جایگزین مطمئن و قابل اعتماد در ماموریت‌های فضایی داخلی مورد استفاده قرار گیرد.

بلوک انتقال مداری به عنوان یکی از اجزای مهم در عملیات‌های فضایی، نقشی اساسی در جابه‌جایی و هدایت ماهواره‌ها به مدارهای مورد نظر دارد. این بلوک‌ها به ویژه در مأموریت‌هایی که نیازمند تغییر مدار یا افزایش ارتفاع هستند، بسیار کاربردی و حیاتی هستند. بلوک انتقال مداری سامان نیز به عنوان یک پروژه ملی و بومی، نشان‌دهنده پیشرفت‌های ایران در حوزه فناوری‌های فضایی است و امکان انتقال ماهواره‌های ایرانی به مدارهای بالاتر را فراهم می‌کند.

توسعه بلوک سامان و فناوری‌های مشابه می‌تواند ایران را به عنوان یک بازیگر فعال و پیشرو در عرصه فضایی منطقه مطرح کرده و جایگاه کشور را به عنوان قطب علمی و فناوری تقویت کند. با تکیه بر این دستاورد ارزشمند، می‌توانیم گام‌های بلندتری در جهت تحقق اهداف بلندمدت فضایی کشور برداریم و پروژه‌های پیچیده‌تر و پیشرفته‌تری را در آینده به انجام برسانیم. بلوک سامان نه تنها یک ابزار فنی، بلکه کلیدی برای دستیابی به استقلال فضایی و توسعه پایدار در این حوزه است.